化学反应工程_(郭锴_著)_课后答案

化学反应工程_(郭锴_著)_课后答案内容摘要：

15 )1ln ()1()1ln ()1( IFAAAAAPmmpxxxxxkkxVVTTA    2 0 6 9 2 x p6 1 0 8 4 0 0 0e x p1) n (e x p10 . 6 a n d 1 IFmmmmmmmmmPmPAPm   TTTTTTTTTTTTTRExVVm nnnnkcxFVcVVcVVkcxFVncVVkcxFVncVVkcxFVnAfAfA0m1Am1m2A1m1m1AAA0m2/1A1m2/1m2/1AAA0mA1m2m2AA0Am1,1,2/11,2或 4. 在体积 VR=，进行反应 SRBA21   kk ，式《化学反应工程》第二版习题解答 16 中 k1=7m3kmol1min1， k2=3m3kmol1min1，两种物料以等体积加入反应器中，一种含 m3，另一种含 m3。 设系统密度不变，当B 的转化率为 75％时，求每种物料的流量。 解  13BA13AB0B13A3A3SR3B3B030A215m i n15m i nmk m o mk m o mk m o mk m o mk m o 2mk m o 2vvvrccrcccccc半：每一股是总物料量的一 5. 可逆一级液相反应 PA   ，已知 0,mk m o P030   cc A ；当此反应在间歇反应器中进行，经过 8min 后， A 的转化率为 %，而平衡转化率是 %，求此反应的动力学方程式。 解    xckxcktxctcxccxcccckckckcktcrA02A01A0AA0PA0AAA02A1P2A1AA1dddd)1(dd 《化学反应工程》第二版习题解答 17 xxttxttxkkkxxkkktx,0,0d)(d)(dd211211 21)1()(ln121eee0Ae0AAePe21121121txkkKxxxcxccckkKtkxkkkkk  PAAA121121212121210 2 8 8 5 7 7 ddm i n0 2 8 8 m i n0 5 7 7 2/0 8 6 6 812111ln1cctcrkkkkkkkkkkkk 6. 平行液相反应 A→ P rP=1 A→ R rR=2cA A→ S rS=cA2 已知 cA0=2kmolm3， cAf=m3，求下列反应器中， cP最大为多少 ? (1) 平推流反应器； (2)全混流反应器； (3)两相同体积的全混流反应器串联，cA1=1 kmolm3。 解 《化学反应工程》第二版习题解答 18 3A0AfA2AAf0ApPAPAfA0p2A2AASRPPPmk m o 2111)1(1)1(1d)1(1)(d1P F RF o r )1(1211A0Af0AAfccccccSccSccScccrrrrScccc 322AfAfA0AfA0pPmk m o )(1)()1(1)()(C S T RF o r  cccccSc 322P2AfA1P1A1A0Pmk m o )(1)()11(1)12()()(S e r i e si n C S T R F o r t wo SccSccc 7. 自催化反应 A+P→ 2P 的速率方程为： −rA=kcAcP， k=l m3kmol1min1，原料组成为含 A 13%，含 P 1%（摩尔百分数），且 cA0+cP0= l kmolm3，出口流中 cP= kmolm3，计算采用下列各种反应器时的空间时间 (τ=VR/V0)。 (1)平推流反应器； (2)全混流反应器； (3)平推流与全混流反应器的最佳组合；(4)全混流反应器与一分离器 的最佳组合。 解 AA2A0AA0AA0PAAAfA i n3A0)1()1( k m o lxxkcxcxkcckcrxxc 《化学反应工程》第二版习题解答 19    m i ln11111ln1d11111d1dP F RF o r A i nA i nAfAfA0AA0AAAAA0AAA0AfA i nAfA i nAfA i n xxxxkcxxxkcxxxkcrxcxxxxxx     m i 11C S T RF o r AfAf2 0AA i nAf0A   xxkc xxc  m i lnmk m o )1(m i )(111)1(1dd,1P F RC S T RF o r 2123A1A0A1A11AA i nAf0A1A1AAAAAxccxxxxkcxxxrrr，有令的极值点相同与由于  m i )( 1)1(1,0ddC S T RF o r A1A1A i nAfA01AAA  xxxxkcxx r分离器 8. 在两个串联的全混流反应器中进行一级反应，进出口条件一定时，试证明当反应器大小相同时，两个反应器的总容积最小。 证 《化学反应工程》第二版习题解答 20 AfA0A1Af0A2A1Af2A101A21Af1AAfAf1A21A0A1A1A0A1fAAfA0010d )(d11)(cccccckckccckkcckccckkcckcccrccA   R2R121AfA0AfAfA02AfA0Af0A0A1 111111VVcckkkccccckkcckc   9. 半衰期为 20 小时的放射性流体以 的流量通过两个串联的 40m3全混流反应器后，其放射性衰减了多少。 解         40011402AAAAA0AA0A0AAA01200AA总转化率。 为第二釜，单釜转化率仍：第一釜代入数据对全混流反应器，首先求反应速率常数：期的概念。 只有一级反应存在半衰xxxxkcxccrcckeecc kkt 10. A进行平行分解反应，其速率式为 ↗ R rR=1 kmolm3min1 A → S rS=2cA kmolm3min1 ↘ T rT=cA kmolm3min1 其中 R 是所要求的目的产物， cA0=1kmolm3。 试问在下述反应器进行等温操作时，预计最大的 cR为多少 ?(1)全混流反应器； (2)平推流反应器。 解 低浓度操作对生成目的产物 R 有利， 对全混流反应器，可在极低的浓度下操作 《化学反应工程》第二版习题解答 21 1001 1)01(211)()(AfAfAfA0pAfA0R ccccSccc 对平推流反应器，则尽量使其转化率提高。  3AAfpAfA0Rmm o 1ln31d31 1A0Af cc ccSccc 11. 在 0℃时纯气相组分 A 在一恒容间歇反应器依以下计量方程反应： A→，实验测得如下数据： 时间 /s 0 2 4 6 8 10 12 14 ∞ pA/MPa 求此反应的动力学方程式。 解 当 t→∞ 时， pAe= 故为可逆反应， 设此反应为一级可逆反应，则  AeAA0Ae21AA02A1P2A1Aln)(pppptkkppkpkpkpktp积分，得 以 (ln(pApAe))对 t 作图 t 0 2 4 6 8 10 12 14 pA PApAe ln(pApAe) 《化学反应工程》第二版习题解答 22  AA0AA21AeAeA0212110)()(ppprkkpppkkKkkty 12. 气相反应 A+B=R 的动力学方程为 (−rA)=k(pApB−pR/KP)，式中 2138 Pasmm ol2620e    Tk 112P Pa35 60e   TK 请确定最佳反应温度与转化率之间的关系。 解 0 2 4 6 8 10 12 14 16。